Геологические изыскания грунта
Изучение грунтового основания является важной работой перед началом строительства любого объекта. В зависимости от веса, габаритов, категории ответственности и прочих параметров степень изучения может отличаться. В частном домостроении (на участке, переданном физическому лицу для нужд индивидуального жилищного строительства), если количество этажей будущего дома не будет превышать трех, проводить геологические изыскания не обязательно.
Специалисты компании готовятся к инженерно-геологическим изысканиям грунта
При строительстве многоэтажных жилых домов, промышленных объектов и линейных сооружений геологические изыскания должны проводиться в обязательном порядке.
Цели и задачи
Целью данных изысканий является установление технической возможности и экономической целесообразности возведения объекта на выбранном земельном участке. Высотные здания и производственные цеха не допускается строить на подвижных грунтах, плывунах, а также грунтовых основаниях, подверженных сезонному пучению. Дело в том, что статическая нагрузка от построенного объекта, а также динамическая, от работающего оборудования внутри или снаружи постройки могут привести к ее смещению. В этом случае искусственное сооружение может накрениться, частично погрузиться в грунт или сдвинуться – в последнем случае фундамент может лопнуть или даже разорваться. Под воздействием подобных нагрузок несущие конструкции могут разрушиться, после чего дальнейшая эксплуатация объекта будет невозможной.
В определенных ситуациях допускается вести строительство объекта в сложных геологических условиях, но в этом случае требуется предусмотреть дополнительную защиту искусственного сооружения. К таким мероприятиям относится рытье котлованов с заменой грунта, устройство подстилающих и дренирующих слоев, уплотнение с последующей подсыпкой нового грунта. Также при строительстве объекта в неблагоприятных геологических условиях допускается усиление несущих конструкций (фундаментов) при помощи свай – это обеспечит устойчивость и неподвижность всего объекта.
Все эти мероприятия являются достаточно дорогостоящими и могут привести к значительному удорожанию сметной стоимости объекта. В этом случае только геологический отчет может стать основанием для принятия решения о строительстве на выбранном земельном участке, или переносе строительной площадки в другое место.
Помимо выявления возможности вести строительство на выбранном участке, геологические изыскания позволяют выявить опасные геоморфологические факторы. К ним относятся карстовые пустоты, участки с нарушенной структурой грунта (на которых возможны оползни, обвалы и сели) и плывуны. Комплексные инженерные изыскания участка также используются для составления долгосрочных прогнозов по развитию геологической обстановки на перспективу. Движение грунта, образование выветрелости, эрозии и прочих неблагоприятных факторов могут осложнить или сделать невозможной дальнейшую эксплуатацию объекта.
Сегодня геологические изыскания востребованы не только при строительстве объектов высокой категории ответственности, но и в частном домостроении. Многие люди, особенно те, кто проживает вблизи водоемов сталкиваются с такими проблемами, как сезонное пучение грунтов и поднятие уровня грунтовых вод. Все это может привести к смещению или растрескиванию фундамента, а также стеновых конструкций. В некоторых случаях подобную проблему можно устранить при помощи ремонтных работ, в иных придется сносить здание, так как его дальнейшая эксплуатация станет невозможной. Предварительный анализ грунта, залегающего на глубине 10-15 метров позволит заранее предпринять меры по защите будущего дома от грунтовых вод и прочих опасных факторов.
Разновидности геологических изысканий
Геологические исследования грунта можно условно разделить на лабораторные и полевые. В первом случае производится отбор проб грунта (нарушенной и ненарушенной структуры), после чего их упаковывают соответствующим образом и доставляют в грунтовую лабораторию для определения различных параметров (физико-механических свойств, гранулометрического состава, химических свойств грунтов и грунтовых вод). Все этапы работ, от отбора образцов до их испытаний и оформления отчетной документации строго регламентируются действующими нормативно-техническими документами. Существуют ГОСТы на оборудование, методики проведения испытаний, а также технические условия (ТУ) на определение соответствий свойств грунтов в отобранных образцах нормативным (которые пригодны для использования в качестве земляного полотна или строительного материала).
Полевые методы испытаний в свою очередь также можно разделить на 2 вида:
Определение физико-механических свойств грунтов в полевых условиях. Этот метод предусматривает отбор проб грунта при помощи специального оборудования и их испытание непосредственно на участке. Это позволяет оперативно определить некоторые свойства грунтов и свести вероятность ошибок к минимуму. Дело в том, что при извлечении образца грунт в любом случае будет частично деформироваться, если учесть, что во время транспортировки он дополнительно уплотнится, либо потеряет влагу, то точность определения его свойств может существенно снизиться. Лучше совмещать лабораторные испытания с полевыми – это даст наиболее точный результат.
Определение характеристик прочности и деформируемости грунтов полевыми методами. Данный способ предполагает использование специального оборудования и приборов для непосредственного испытания грунтов в скважинах, шурфах, котлованах и дудках (небольшие шурфы круглого сечения). Некоторые свойства определяются при бурении скважин при помощи специального измерительного оборудования, установленного на буровых установках. Другие свойства определяются при помощи погружных зондов и прочего испытательного оборудования.
В геологических изысканиях точность важна не только при определении свойств грунтов, но и при выборе места отбора проб. Для этих целей выбираются площадки и участки, которые находятся в удалении от объектов, которые могут воздействовать на грунт. Например – дороги, производственные предприятия и прочие искусственные сооружения могут производить вибрацию и оказывать динамическое воздействие на грунт, в результате чего он будет переуплотнен в зане воздействия. Поэтому отбор проб производят в удалении от такого воздействия.
Отбор проб
Все места отбора проб должны быть привязаны в плане, а также иметь высотную отметку. Место отбора в обязательном порядке должно быть помечено соответствующим образом, также этот участок должен быть огражден. Чтобы поверхностные воды не попали в скважину и не повлияли на результат исследований площадку вокруг скважины оконтуривают водоотводной канавой.
Для отбора проб могут использоваться как специальные приборы (режущие кольца, нож, лопату), так и насадки для бурового оборудования (грунтоносы). При использовании борового оборудования имеются ограничения – при бурении контрольных скважин не допускается использовать канатно-ударный способ. В этом случае бурение производится только вращательным способом (при определенной скорости вращения) с использованием определенных насадок. Для извлечения образцов скальных и полускальных пород используется своя методика и оборудование.
Сбор образцов грунта для последующего лабораторного анализа
Изъятые образцы должны быть сразу же испытаны в полевых условиях, либо упакованы в специальную тару. Это может быть, как контейнер, так и полиэтиленовая пленка (водонепроницаемая бумага) – главное, чтобы этот материал не пропускал влагу (чтобы грунт не высох) и через него не просыпались мельчайшие пылевидные частицы. Все отобранные пробы должны быть помечены, на каждую из них оформляется акт отбора установленного образца.
Лабораторные и полевые испытания
Далее грунт доставляется в лабораторию на испытания. Помимо гранулометрического состава и физико-механических свойств определяются некоторые химические свойства, такие как кислотно-щелочной баланс (для определения степени агрессивного воздействия на бетонные и металлические элементы фундаментов, свай и прочих несущих конструкций). В глиняных грунтах и песках выявляется наличие гумуса и растительных остатков. Для мерзлых грунтов существуют свои правила отбора образцов и проведения испытаний.
Для отдельных видов испытания грунтов существует свое оборудование – сита для просеивания, гидравлический пресс, бюксы, конус Васильева, пикнометр, ареометр, сушильная камера, муфельная печь и прочее. Все приборы и оборудование в обязательном порядке должны быть сертифицированы и поверены в метрологической службе. Поверку следует проводить с определенной периодичностью, установленной паспортом прибора, но не реже чем 1 раз в год.
Испытания проводятся в строгом соответствии с требованиями нормативно-технических документов. В отдельных случаях для определения физико-механических свойств влажность и другие параметры грунта нужно изменить. После завершения испытаний оформляется протокол испытаний, в который вносятся полученные данные. При проведении полевых испытаний протокол составляется на мете. Некоторые модели оборудования комплектуются встроенными регистрирующими устройствами. В этом случае все данные сохраняются на цифровом носителе для последующего анализа в камеральных условиях.
Кто может производить анализ грунтов
Геологические изыскания – это лицензируемый вид деятельности, для осуществления которой необходимо членство в саморегулируемой организации (СРО). Помимо этого, в штате организации должны работать квалифицированные и аттестованные в установленном порядке специалисты. При выборе исполнителя на производство геологических изысканий следует обратить внимание на наличие собственной аккредитованной грунтовой лаборатории.
Наша компания имеет многолетний опыт проведения инженерных изысканий. Мы готовы выполнить как отдельные виды работ (отбор проб, лабораторные испытания, оформление документации), так и весь комплекс изысканий. У нас имеется собственное оборудование и грунтовая лаборатория, благодаря чему мы независимы от подрядных организаций и можем качественно выполнить работы в сжатые сроки.
Камеральные работы
После того как образцы будут изучены, и вся соответствующая документация оформлена, ее передают инженерам для дальнейшего анализа и составления итогового отчета. Сопоставляя полученные данные с нормативными, исследуя геологический срез, уровень грунтовых вод и свойства отдельных пачек слоев специалисты делают заключение о способности земляного основания на выбранном участке воспринимать нагрузки от будущей постройки. При неблагоприятной геологической обстановке даются рекомендации по усилению грунтов и конструкций.
Помимо этого, на основании геологических и прочих видов изысканий (если они были выполнены) специалисты дают долгосрочный прогноз относительно развития геологической обстановки. Итоговый документ именуется отчетом геологических изысканий – это официальный документ, который может использоваться в качестве исходных данных при составлении проекта. Также он является основанием для принятия решения о переносе строительной площадки в другое место, либо составления финансовой документации (обоснование инвестиций).